[发明专利]一种用于外墙面喷涂、清洗的多功能机器人

说明书

一种用于外墙面喷涂、清洗的多功能机器人，由控制机器人通过缆绳连接作业机器人组成；控制机器人通过绞盘机构连接的缆绳和折臂支架，控制作业机器人在墙面的作业移动，作业机器人利用喷嘴和滚轮对目标进行喷涂或清洗施工；为避免作业机器人在施工时出现晃动，利用力学三角形法则，由墙体、缆绳和横向伸缩支架三者所组成的力学三角形，构建出稳定可靠的施工作业环境,并利用作业机器人上、中、下位置分别安装的伸缩支架，支撑于墙面并在作业过程中，通过雷达传感器检测反馈，跨越墙面凸台等障碍，从而稳定作业机器人施工作业。

技术领域

本发明涉及建筑施工智能机器领域，具体为一种用于外墙面喷涂、清洗的多功能机器人。

背景技术

在高层建筑外墙面施工过程中，因高空作业的环境恶劣，工人劳动强度大，危险性较高，招用工困难，生产成本居高不下，从而导致企业竟争力下降。由于目前应用于建筑行业机器人较少，根据已公开专利（CN109736548A，CN109171543A，CN107829555A，CN106695830A）等，能够在高楼外墙面作业的机器人，均采用吸附固定或电磁固定，而高楼外墙面的砂石结构和不平整性，导致采用吸附固定的机器人可靠性低，采用电磁固定的机器人，因高楼层导致固定轨道难以安装，或采用垂悬等方法均难以应用于生产作业。

发明内容

为解决背景技术所述问题，本发明提供的一种用于外墙面喷涂、清洗的多功能机器人，其结构包括：控制机器人通过缆绳连接作业机器人组成；控制机器人安装有绞盘机构，通过伺服电机带动减速机放大力矩后，为绞盘支架上的卷筒提供动力，减速机安装在卷筒轴的接近中间位置且与卷筒同轴，使卷筒两端受力和绞盘支架重量较为平衡，缆绳一端固定于卷筒上并通过导向排线器，经折臂支架伸展到合适位置并释放或收卷，控制作业机器人在墙面的作业位置，作业机器人根据伸缩支架上的电子传感器开关检测控制喷嘴，利用滚轮转动完成目标施工区域的喷涂或清洗作业。

外墙面施工作业时，置于屋顶的控制机器人释放出缆绳的另一端，连接位于墙体侧面的作业机器人，作业机器人通过伸缩支架横向支撑在墙体上，由于伸缩支架的横向延伸支撑所产生的推力，使作业机器人的部分重量转化为压力于墙体，避免了作业机器人作业时的随意晃动；由于伸缩支架横向支撑开作业机器人后，使连接作业机器人的缆绳与垂直的墙体形成夹角，从而在墙体、缆绳和横向伸缩支架三者间组成稳定的力学三角形关系，为机器人构建了稳定可靠的施工作业环境。

作业机器人的伸缩支架上方靠近墙体位置设支架安装多个电子传感器开关和喷嘴，在传感器检测到墙体时喷嘴打开喷涂，无墙体时关闭喷嘴，喷嘴口为V形且多个并列安装，所喷物料为扇形分布，根据施工需求使用多个喷嘴工作时，形成大面积覆盖以提高作业效率，伸缩支架与墙面接触部分设置滚轮，并利用滚轮接触墙体，在上下位置移动时避免产生阻力；机器人从事清洗作业时，通过喷嘴喷出的清洗液和滚轮对目标物体的转动作业，从而完成对目标墙体的清洗作业，具有施工面积大、作业速度快、质量稳定并避免了施工过程中出现的安全事故。

作业机器人在上、中、下位置分别安装伸缩支架对应支撑墙体，伸缩支架在根据缆绳释放距离及所在墙面高度位置自动调节伸缩距离，从而使作业机器人保持对墙面支撑，并通过软件调节控制压力大小；在沿墙面上下作业过程中，经支架上安装的雷达传感器对墙面凸台等障碍检测，由伸缩支架依接触障碍时序依次缩伸，从而达到跨越障碍，以稳定作业机器人施工作业。

附图说明

下面参考附图并结合实施例来详细说明本发明：

图1为本发明完整的机器人施工作业示意图。

图2为本发明机器人在实施作业时，由墙体、缆绳和横向伸缩支架三者之间所组成的力学三角关系示意图。

图3为本发明作业机器人的伸缩支架细节示意图。

图4为本发明控制机器人的绞盘机构细节示意图。